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超高(gao)溫航(hang)空(kong)合金(jin)加熱測(ce)試是航(hang)空(kong)工業(ye)中非常重要(yao)(yao)的(de)一個環節(jie)。航(hang)空(kong)發(fa)動機中的(de)舵葉片、燃(ran)燒室和(he)噴(pen)氣嘴等(deng)部件需要(yao)(yao)在高(gao)溫、高(gao)壓的(de)環境下(xia)工作，因此需要(yao)(yao)使用高(gao)溫合成材料。而這些高(gao)溫合金(jin)材料需要(yao)(yao)經過嚴(yan)格(ge)的(de)加熱測(ce)試，以確保其在高(gao)溫環境下(xia)的(de)性(xing)能和(he)耐久性(xing)。

在超高(gao)溫(wen)航空合(he)金加熱測(ce)(ce)試(shi)中(zhong)，需要使用專(zhuan)業的(de)(de)設備(bei)和技術，以(yi)確保測(ce)(ce)試(shi)結(jie)果的(de)(de)準確和可(ke)(ke)靠(kao)。其(qi)中(zhong)，高(gao)溫(wen)裝置是最重要的(de)(de)設備(bei)之一。高(gao)溫(wen)裝置可(ke)(ke)以(yi)提供高(gao)溫(wen)環境，將合(he)金屬材料(liao)(liao)暴(bao)露在高(gao)溫(wen)下(xia)，以(yi)測(ce)(ce)試(shi)其(qi)耐受高(gao)溫(wen)的(de)(de)能力。同時(shi)，熱電偶可(ke)(ke)以(yi)測(ce)(ce)量材料(liao)(liao)表面的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)，以(yi)確保爐溫(wen)和材料(liao)(liao)表面溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)一致性。此外，空氣流量計和溫(wen)度(du)(du)控制器也是不(bu)可(ke)(ke)或缺的(de)(de)設備(bei)。

超高溫航(hang)空(kong)合金加熱(re)測(ce)試的(de)(de)過程中(zhong)，需要對材料(liao)進行(xing)多次加熱(re)和冷卻(que)。這樣(yang)可以(yi)模擬國(guo)際工(gong)(gong)作環境下(xia)的(de)(de)溫度變化化，以(yi)測(ce)試材料(liao)的(de)(de)耐久(jiu)性(xing)。測(ce)試的(de)(de)結果可以(yi)用來評價高溫合金屬材料(liao)的(de)(de)性(xing)能(neng)，以(yi)確認其是否符合航(hang)空(kong)工(gong)(gong)業(ye)的(de)(de)要求和標準。超高溫航(hang)空(kong)合金熱(re)測(ce)試是航(hang)空(kong)工(gong)(gong)業(ye)中(zhong)非常(chang)重要的(de)(de)一個環節，它(ta)可以(yi)確保(bao)高溫合金材料(liao)在高溫環境下(xia)的(de)(de)性(xing)能(neng)和耐久(jiu)性(xing)，從而保(bao)證航(hang)空(kong)發(fa)動機的(de)(de)安全和可靠。

項目背景

北京某大學需要航(hang)空合金高溫加熱測試(shi)，基礎需求是?在特定時間(jian)加熱至1000℃，并可以(yi)控制(zhi)多段升(sheng)溫(wen)曲線，背部燈罩帶水冷系統，以(yi)符(fu)合長時(shi)間(jian)測試需求。

為此，需要一臺高溫加熱設備，必須具備以(yi)下(xia)特點：

1、可(ke)以快速達到(dao)1000℃的加熱溫度。

2、可以控制多段升溫曲線，以滿(man)足不同測(ce)試需(xu)要(yao)。

3、設備(bei)需要(yao)帶(dai)背部(bu)燈罩和冷水系(xi)統，以保證(zheng)長時間測(ce)試(shi)的穩定性。

4、設(she)備需要足(zu)夠長的時間運行，并且(qie)具有穩定可靠的性能。

5、設備需要具備安(an)全(quan)性，確(que)保測試過程序中不會發生(sheng)安(an)全(quan)事件。

研(yan)發過程

一、項目難點

對于超高溫的(de)項目(mu)，朗普成(cheng)立的(de)十五年中也(ye)遇(yu)到過(guo)不少(shao)，也(ye)與不少(shao)高校，科(ke)研機(ji)構(gou)也(ye)有過(guo)高溫項目(mu)的(de)合(he)作，成(cheng)功案例(li)不勝(sheng)枚舉。

這次項目棘手的地方：該項(xiang)目(mu)需要至少(shao)超(chao)過(guo)?100KW/m2?的功率密度；加熱面(mian)積(ji)：?600mm×700mm?，加熱溫度?常溫快速加(jia)熱至1000℃ ，控制溫度?多段(duan)曲線升溫，恒溫設定等(deng)要求；受(shou)熱面(mian)積光照(zhao)均勻性好。

我們(men)朗普了解基本需求(qiu)以(yi)及迫切性(xing)后，雖(sui)然知道實現過程很復(fu)雜，還是毅然決然地(di)接下了這個項目，因為該(gai)項目正好和我們(men)朗普想要突破傳統，將超高溫紅外加熱系統標(biao)準化的目標(biao)不(bu)謀而合。

針對這些加熱難點逐一突破技術瓶頸：

1、設計合適(shi)的(de)(de)燈具結(jie)構，采用先進的(de)(de)工藝，確保燈具的(de)(de)散熱(re)效果(guo)和散熱(re)性能(neng)。

2、采(cai)用單獨的加(jia)熱控制算法，通(tong)過對單燈(deng)加(jia)熱區的補償優化，現實(shi)加(jia)熱均衡的要求。

3、采用高性能的電氣控制系統，確保升溫加(jia)熱線性能可控，并(bing)且能夠快速進入(ru)PID調節整，以滿(man)足秒級的要求(qiu)。

二、設計制作

選(xuan)材(cai)(cai)方面：紅外加熱(re)管采用(yong)的(de)(de)(de)是石英材(cai)(cai)質(zhi)燈(deng)(deng)(deng)管，普(pu)通石英材(cai)(cai)質(zhi)燈(deng)(deng)(deng)管在1000℃左(zuo)右就(jiu)會(hui)出現變(bian)形，制作(zuo)過(guo)程中(zhong)，我特別選(xuan)擇(ze)了優質(zhi)石英管材(cai)(cai)，其(qi)羥基(ji)含(han)量<5ppm，這個指標是非常重(zhong)要的(de)(de)(de)，因(yin)為石英管材(cai)(cai)的(de)(de)(de)存在會(hui)影響(xiang)其(qi)在高(gao)溫(wen)下(xia)的(de)(de)(de)性能和(he)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性。石英管材(cai)(cai)的(de)(de)(de)羥基(ji)含(han)量超過(guo)低，其(qi)在高(gao)溫(wen)下(xia)的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性和(he)耐久性就(jiu)越好。此(ci)外，采用(yong)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)低的(de)(de)(de)陶瓷燈(deng)(deng)(deng)座(zuo)和(he)燈(deng)(deng)(deng)頭(tou)固定(ding)(ding)泥等也是非常重(zhong)要的(de)(de)(de)。在高(gao)溫(wen)下(xia)，材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)會(hui)發生(sheng)變(bian)化化，如(ru)果發熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)過(guo)大，容易導致發熱(re)系(xi)統(tong)(tong)失穩(wen)(wen)或損壞。因(yin)此(ci)，采用(yong)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)低的(de)(de)(de)陶瓷次燈(deng)(deng)(deng)座(zuo)和(he)燈(deng)(deng)(deng)頭(tou)固定(ding)(ding)水(shui)泥等，可以減少(shao)高(gao)溫(wen)下(xia)的(de)(de)(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)的(de)(de)(de)少(shao)量材(cai)(cai)料(liao)(liao)，保證系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性和(he)可靠(kao)性性。

綜上所述，采(cai)用(yong)銅基含量<5ppm的(de)(de)優質(zhi)石(shi)英管(guan)材(cai)(cai)作(zuo)加(jia)熱(re)管(guan)材(cai)(cai)，同時采(cai)用(yong)熱(re)膨脹系數(shu)(shu)低的(de)(de)陶瓷燈座和(he)燈頭固水(shui)泥等，可(ke)為超高溫工況(kuang)下的(de)(de)加(jia)熱(re)系統提供強大的(de)(de)力量的(de)(de)這些優質(zhi)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)使(shi)用(yong)可(ke)以確保(bao)在高溫下的(de)(de)穩定性和(he)可(ke)靠(kao)性，確保(bao)試(shi)驗數(shu)(shu)據的(de)(de)準確性和(he)可(ke)恢復(fu)性性

結(jie)構設計：?由于上部回路(lu)復雜(za)，結(jie)構鈑金厚重，需要堅(jian)固的(de)(de)承(cheng)重底(di)座，而(er)蛇形回路(lu)的(de)(de)水(shui)冷結(jie)構更好地(di)減(jian)少背(bei)部熱量，防(fang)止燈罩變形嚴重，帶有水(shui)冷的(de)(de)紅外線測溫結(jie)構，減(jian)少高溫對探頭的(de)(de)不良影(ying)響。

控溫需求：我們采用對加熱區域進行分區控(kong)制(zhi)，可(ke)(ke)以(yi)根據樣本大(da)小自由組合，減少能耗浪(lang)費，可(ke)(ke)以(yi)開環(huan)控(kong)制(zhi)，閉環(huan)恒溫控(kong)制(zhi)，也(ye)可(ke)(ke)以(yi)做到多段溫升控(kong)制(zhi)，使得獲取試(shi)驗數(shu)據更加(jia)豐富，同時還(huan)預留了多組溫度傳感器接口(kou)，便于多點精(jing)準監(jian)控(kong)。

功能的需求：?超溫報警，漏電保護，過載保護等，讓試(shi)驗更(geng)加安全可(ke)靠(kao)。

朗普科技的(de)產學研結(jie)合

廣州市朗普光電科技有限公(gong)司成立于 2009 年，國家高新技術企業，通過ISO9001質量體(ti)系認(ren)證，至今(jin)已擁有(you)超40項國(guo)家(jia)級專利(li)！朗普擁有(you)雄厚科(ke)研能(neng)力和(he)(he)(he)高(gao)(gao)質量的技(ji)(ji)術團隊以(yi)及100+科(ke)研成功(gong)案例和(he)(he)(he)15+年行(xing)業應用經驗，和(he)(he)(he)國(guo)內高(gao)(gao)校(xiao)(xiao)以(yi)及科(ke)研院所(suo)合(he)作(zuo)研發(fa)紫(zi)外/紅(hong)外/全光(guang)譜(pu)光(guang)源系列高(gao)(gao)端技(ji)(ji)術，成功(gong)合(he)作(zuo)開發(fa)出多(duo)(duo)款高(gao)(gao)精尖(jian)設備(bei)。未來，朗普希(xi)望(wang)能(neng)和(he)(he)(he)更(geng)多(duo)(duo)的高(gao)(gao)校(xiao)(xiao)和(he)(he)(he)科(ke)研院所(suo)合(he)作(zuo)，也能(neng)夠和(he)(he)(he)更(geng)多(duo)(duo)企業客(ke)戶一(yi)起助力行(xing)業發(fa)展，一(yi)起帶領國(guo)內特種光(guang)源領域走(zou)的更(geng)快，走(zou)的更(geng)遠。